Краткие теоретические сведения по темам лабораторных работ, описание лабораторных стендов и методика проведения измерений, страница 8

На панели управления (фото 3) размещено следующее оборудование:

1.  Выключатель «сеть» поз. 1.

2.  Прибор MY-67 поз. 2.

3.  Переключатель «нагрев» поз.З (каждому положению соответствует
свое значение напряжения и тока на нагревателе).

4.  Выключатель «компрессор» поз. 4.

5.  Тумблер выбора позиции измерений (поз. 5): в верхнем положении «U» замеряется напряжение в вольтах, в нижнем «I» - ток в А. Результаты измерений отображаются на приборе mV - 67 (фото 4, поз.3.).

6.  Выключатель «термометр» поз.6.

7.  Индикатор температуры (поз. 7);используются показания, отображаемые на левой половине экрана (поз. 8).

3. Последовательность выполнения лабораторной работы:

Перед включением установки, т.е. до перевода тумблера «сеть» (фото 3, поз.1) в верхнее положение все переключатели должны находиться в выключенном положении (поз. 1,4,5,6 в нижнем положении, поз.3 на нуле). Краны: К₁, К₂, К₃ (фото 2)— закрыты.

При повторном проведении опыта необходимо удалить нагретый воздух из сосуда Дьюара с помощью микрокомпрессора. Для этого надо установить переключатель «нагрев» на «0»,открыть краны К₁ и К₂, закрыть кран К₃ и включить компрессор.

Внимание. При включенном компрессоре кран К₃ (рис.1 поз.5)

должен быть закрыт.

Если стенд подготовлен к опыту, то необходимо:

1.  Включить «сеть» поз.1 (фото 3).

2.  Включить прибор mV - 67 (фото 4) нажатием на красную кнопку (поз.4)
и перевести переключатель (поз. 1) в положение V~ (поз 2)

3.  Включить «термометр» (поз. 6).

4.  Открыть кран К₃ (фото 2).

5.  Записать показания термометра и показания на левом колене U – образного манометра.

6.  Перевести переключатель «нагрев» (фото 3 поз. 3) в положение 1 и одновременно включить секундомер. Измерить ток и напряжение на нагревателе. Результаты измерений занести в протокол.

7.  Довести уровень в левом колене U – образного манометра до отметки «300» (красная метка). Выключить нагреватель и одновременно секундомер. Продолжительность нагрева τ в секундах и разность уровней манометра в делениях занести в протокол.

4.Содержание отчета по лабораторной работе

Отчет содержит:

·  схематическое изображение емкости (сосуд Дьюара), заполненной  воздухом, с электрическим нагревателем и U-образным водяным дифференциальным манометром, с  указанием цены его делений и диаметра трубки, а также объема емкости с воздухом; принять: диаметр трубки на левом колене манометра Д=4,2мм, цена деления манометра 1мм., объем сосуда V=2литра.

·  протокол измерений с указанием силы тока и напряжения на нагревателе, времени нагрева,  начальных значений температуры  воздуха, его абсолютного (барометрического) давления и объема, а также конечной температуры и изменения уровня дифманометра;

·  расчеты, в которых вычисляются: а)электроэнергия W, Дж, подведенная за время опыта, б)изменение объема воздуха DV, м³, за счет понижения уровня в дифманометре; в)среднее за время опыта давление р, Па, г) работу L, Дж, совершенную воздухом при его расширении, д) прирост внутренней энергии воздуха DU, Дж, при его нагреве, е)тепловой поток Q, Дж, поглощенный воздухом при его нагреве, ж) искомый КПД нагревателя для воздуха.

5.Контрольные вопросы

1.  Одинакова ли размерность единиц электроэнергии, работы силы, внутренней энергии?

2.  Если газ нагревается в емкости, объем которой остается постоянным, то совершается ли таким газом работа сил давления?

3.  Правомерно ли применять формулы (3) и (5), содержащие теплоемкость изохорного процесса с_V, к расчету процессов, не являющихся изохорными?